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课时提升作业 生物膜的流动镶嵌模型(30分钟100分)一、选择题(共7小题,每小题6分,共42分)1.(2018合肥高一检测)科学家在实验中发现,脂溶性物质能够优先通过细胞膜,并且细胞膜不仅会被溶解脂质的溶剂溶解,也会被蛋白酶分解,这些事实说明了组成细胞膜的物质中有()A.糖类和脂质B.糖类和蛋白质C.脂质和蛋白质D.蛋白质和核酸【解析】选C。根据“相似相溶”原理以及蛋白酶只能水解蛋白质,可以得知细胞膜中含有脂质和蛋白质。2.葡萄糖经小肠黏膜上皮进入毛细血管,需透过的磷脂分子层数是()A.4层B.6层C.8层D.10层【解析】选C。葡萄糖经小肠黏膜上皮进入毛细血管需经过两层细胞:小肠黏膜上皮细胞和毛细血管壁上皮细胞。葡萄糖从小肠黏膜上皮进入毛细血管经过每层细胞需进1层细胞膜出1层细胞膜共4层细胞膜,每层细胞膜有双层磷脂分子层,故共穿过8层磷脂分子层。【互动探究】肺泡中的氧气进入发挥作用的细胞内,需要穿过几层磷脂双分子层?提示:出肺泡进毛细血管进出红细胞出毛细血管进组织细胞,共穿过了9层磷脂双分子层。3.(2018洛阳高一检测)如图为细胞膜的模式图,下列相关叙述正确的是()A.不同细胞的细胞膜功能不同取决于a的作用B.图示为双层膜结构C.c构成了膜的基本支架D.b与细胞间识别密切相关【解析】选D。题图中a表示磷脂分子,不同细胞的细胞膜功能不同取决于蛋白质的作用,A错误;两层结构为构成单层膜结构的磷脂双分子层,B错误;c表示细胞膜中的蛋白质,磷脂双分子层构成了膜的基本支架,C错误;b表示糖蛋白,而细胞膜表面的糖蛋白与细胞间的识别密切相关,D正确。【补偿训练】 (2018临川高一检测)如图是细胞膜结构模式图,相关叙述中正确的是()A.若该图表示动物细胞膜,则A面为细胞质基质B.是蛋白质,与糖类结合形成糖蛋白,在细胞间的信息交流方面具有重要的作用C.该“膜结构”也可表示内质网、高尔基体膜等D.是磷脂分子的头端,具有疏水性,是磷脂分子的尾端,具有亲水性【解析】选B。由于A面具有糖蛋白,所以A面为细胞膜的外侧,一般为组织液,B面为细胞膜的内侧,为细胞质基质,A错误;图中都是蛋白质,其中与糖类结合成糖蛋白,糖蛋白在细胞间的信息交流方面具有重要的作用,B正确;其他生物膜上不含糖蛋白,C错误;磷脂分子的头端具有亲水性,尾端具有疏水性,D错误。4.(2016海南高考)科学家用两种荧光染料分别标记人和小鼠细胞表面的蛋白质分子,将这两种标记细胞进行融合。细胞刚发生融合时,两种荧光染料在融合细胞表面对等分布(即各占半边),最后在融合细胞表面均匀分布。这一实验现象支持的结论是 A.膜蛋白能自主翻转B.细胞膜具有流动性C.细胞膜具有选择通透性D.膜蛋白可以作为载体蛋白【解析】选B。本题主要考查细胞膜流动性的特点。荧光染料与细胞膜表面的蛋白质结合,并随着蛋白质分子的移动而移动,细胞膜上荧光染料的移动表明了细胞膜具有流动性,故B选项正确。5.罗伯特森的关于生物膜模型的构建:所有的生物膜都由蛋白质-脂质-蛋白质三层结构构成,电镜下看到的中间的亮层是脂质分子,两边的暗层是蛋白质分子。这一观点的局限性主要在于 A.不能解释生物膜的化学组成B.不能解释生物膜成分的相似性C.不能解释脂质类物质较容易跨膜运输D.不能解释变形虫的变形运动【解析】选D。罗伯特森的生物膜模型解释了生物膜的化学组成是脂质和蛋白质,A不符合题意;罗伯特森的生物膜模型解释了生物膜的成分是相似的,B不符合题意;凡是可以溶于脂质的物质,比不能溶于脂质的物质更容易通过细胞膜进入细胞,说明膜的成分中含有脂质,C不符合题意;罗伯特森把生物膜描述为静态的统一结构,不能解释变形虫的变形运动,D符合题意。【补偿训练】为了验证细胞膜是由双层磷脂分子构成,将一个细胞中的磷脂成分全部提取出来,并将其在空气-水界面上铺成单分子层,结果测得单分子层的表面积相当于原来细胞膜表面积的两倍。下列实验与此结果最相符的是()A.人的肝细胞B.大肠杆菌细胞C.洋葱鳞片叶表皮细胞D.鸡的红细胞【解析】选B。人的肝细胞、洋葱鳞片叶表皮细胞、鸡的红细胞中含有细胞膜、多种细胞器膜以及核膜,将磷脂成分全部提取出来,在空气-水界面上铺成单分子层,测得单分子层的表面积大于细胞膜表面积的两倍;大肠杆菌属于原核生物,只有细胞膜,没有其他膜结构,所以磷脂分子的面积是细胞膜表面积的两倍。【误区警示】哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核及众多具膜的细胞器,只含有细胞膜;而鸡、蛙等动物的红细胞含有细胞核及众多细胞器。6.红苋菜细胞的液泡中含有呈紫红色的花青素。将红苋菜的叶片切成小块后放入水中,水的颜色无明显变化。若进行加热,随着水温的升高,水的颜色逐渐变红。其原因是()A.细胞壁在加热后受到破坏B.水温升高,花青素的溶解度加大C.加热使细胞膜和液泡膜失去选择透过性D.加热使花青素分子的活性加大而容易透过细胞膜【解析】选C。将红苋菜的叶片切块放入水中,水的颜色无明显变化,说明花青素不能透过细胞膜和液泡膜。加热后,细胞膜和液泡膜的结构被破坏,选择透过性丧失。7.关于细胞膜的组成、结构、功能之间的关系,逻辑顺序正确的是()膜主要由磷脂分子和蛋白质分子构成具有流动性具有选择透过性膜内蛋白质分子和磷脂分子大都是运动的物质运输得以正常进行A. B.C. D.【解析】选C。细胞膜的主要组成成分是蛋白质和脂质,磷脂双分子层构成基本支架,磷脂分子和大多数蛋白质分子是可以运动的,因此细胞膜的结构特点是具有一定的流动性;细胞膜的功能特点是具有选择透过性,细胞膜的流动性和选择透过性使细胞膜具有控制物质进出功能。二、非选择题(共2小题,共28分)8.(14分)两位美国科学家在气味受体和嗅觉系统组织方式研究中做出重大贡献,他们的研究使我们知道了“闻香识女人”的奥秘。现在我们已知道,一种嗅觉受体细胞只拥有一种类型的气味受体。如图为嗅觉受体细胞细胞膜模式图(局部): 请根据以上材料和模式图回答问题:(1)“闻香识女人”的奥秘在于气味物质分子首先要与图中_结合,才有产生嗅觉的可能。(2)图中A具有_,所以能识别特定的气味物质分子。(3)脂溶性物质是借助图中的_(填字母)进出细胞的。(4)图中的_和_(填字母)分子能够运动,导致生物膜具有一定的_。【解析】(1)“闻香识女人”的奥秘在于气味物质分子首先要与图中的A结合,才有产生嗅觉的可能,由此可见,A应称为气味受体。(2)图中A表示糖蛋白,具有特异性,可识别特定的气味物质分子。(3)脂溶性物质是借助图中的磷脂双分子层进出细胞的。(4)图中磷脂分子和大多数蛋白质分子均能运动,导致生物膜具有一定的流动性。答案:(1)A受体(2)特异性(3)B(4)BA、D流动性【补偿训练】如图表示细胞膜的亚显微结构模式图,请据图回答:(1)图中B为蛋白质,其基本组成单位是氨基酸。构成细胞膜基本支架的结构是_。(2)与细胞膜的识别功能有关的结构是_。(3)吞噬细胞吞噬细菌的过程体现了细胞膜具有_性,这是因为_ _。(4)不同细胞细胞膜的生理功能不同,主要取决于细胞膜上的什么结构?_(填字母)。(5)细胞膜的外侧是_(填“M”或“N”)侧,判断的依据是_ _。(6)细胞膜的这种结构模型被称为_。【解析】(1)图中B为蛋白质,其基本组成单位是氨基酸。构成细胞膜基本支架的结构是D磷脂双分子层。(2)与细胞膜的识别功能有关的结构是E糖蛋白。(3)吞噬细胞吞噬细菌的过程体现了细胞膜具有流动性。细胞膜具有流动性是因为组成细胞膜的磷脂分子和蛋白质分子大多可以运动。(4)不同细胞细胞膜的生理功能不同,主要取决于细胞膜上B蛋白质的种类和数量不同。(5)根据M侧存在糖蛋白,可判断细胞膜的外侧是M侧。(6)细胞膜的这种结构模型被称为流动镶嵌模型。答案:(1)D磷脂双分子层(2)E糖蛋白(3)流动组成细胞膜的蛋白质分子和磷脂分子不是静止不动的,而是可以运动的(4)B(5)MM侧有多糖与蛋白质结合形成的糖蛋白,糖蛋白位于细胞膜外侧(6)流动镶嵌模型9.(14分)用不同的荧光染料标记的抗体,分别与人细胞和小鼠细胞的细胞膜上的一种抗原物质结合,使两类细胞分别产生红色和绿色荧光。当这两种细胞融合成一个细胞时,开始时一半呈绿色,一半呈红色。但在37 下保温40 min后,两种颜色的荧光点就呈均匀分布(如图)。据图回答下列问题: (1)人和小鼠细胞细胞膜表面的抗原属于构成膜结构的_ _。(2)融合细胞表面两类荧光染料分布的动态变化,表明了组成细胞膜的_ _等分子是可以运动的,由此可以证实关于细胞膜结构“模型”的观点是成立的。(3)融合细胞表面两类荧光染料最终均匀分布,原因是_ _,这表明细胞膜的结构特点是具有_ _。(4)如果该融合实验在20 条件下进行,则两种表面抗原均匀分布的时间将大大延长,这说明_ _。若在0 条件下培养40 min,则发现细胞仍然保持一半发红色荧光,另一半发绿色荧光。对这一现象的合理解释是_ _。【解析】(1)细胞膜的主要成分是蛋白质和脂质,能与荧光染料标记的抗体结合的应是膜上的蛋白质分子,即题中所谓的“抗原”。(2)荧光染料标记的抗体与抗原结合,荧光染料分布的动态变化,说明组成细胞膜的蛋白质分子可以运动,由此可以证实细胞膜中物质能够运动的观点是成立的。(3)构成膜结构的磷脂分子和蛋白质分子大都可以运动,细胞膜的结构特点是具有一定的流动性。(4)低温条件下膜上蛋白质分子均匀分布的时间延长,说明蛋白质分子运动速率随温度的降低逐渐减慢;0 条件下培养40 min,则发现细胞仍然保持一半发红色荧光,另一半发绿色荧光,表明细胞膜的流动性特点只有在适宜的条件下才能体现。答案:(1)蛋白质(2)蛋白质(3)构成膜结构的磷脂分子和蛋白质分子大都可以运动一定的流动性(4)随环境温度的降低,膜上蛋白质分子的运动速率减慢细胞膜的流动性特点只有在适宜的条件下才能体现1.(6分)脂滴是细胞内储存脂肪的主要场所,由单层磷脂分子包裹脂肪组成。研究表明,脂滴表面还存在许多功能蛋白,进一步揭示了脂滴可能参与细胞内物质的代谢和转运及细胞信号传导等过程。下列相关叙述正确的是()A.脂滴由一层磷脂分子构成属于单层膜B.脂滴的形成体现了生物膜的结构特点C.脂滴表面的功能蛋白与细胞内的信号传导有关D.组成脂滴的单层磷脂分子应该是“头”部向内,“尾”部向外【解析】选C。脂滴由单层磷脂分子构成,不属于生物膜,也不能体现生物膜的结构特点;脂滴通过其表面的特定蛋白质参与细胞内的信号传导;脂滴内部为脂肪,外面为细胞液,故组成脂滴的单层磷脂分子,其亲水性“头”部向外,疏水性“尾”部向内。2.(6分)单纯的磷脂分子在水中可以形成双层脂分子的球形脂质体(如图),它载入药物后可以将药物送入靶细胞内部,下列关于脂质体的叙述正确的是 A.在a处嵌入脂溶性药物,利用它的选择透过性将药物送入细胞B.在b处嵌入脂溶性药物,利用它的选择透过性将药物送入细胞C.在a处嵌入水溶性药物,利用它与细胞膜融合的特点将药物送入细胞D.在b处嵌入水溶性药物,利用它与细胞膜融合的特点将药物送入细胞【解析】选C。生物膜主要由磷脂和蛋白质组成,具有一定的流动性,磷脂分子的“头”部是亲水的排在外侧,“尾”部是疏水的排在内侧,所以水溶性药物在a处能稳定存在,脂溶性药物在b处能稳定存在。球形脂质体与细胞膜融合时,膜的结构特征不变,借助于膜的流动性可以将a处的药物送入细胞内部,但只能将b处的药物送到细胞膜的两层磷脂分子之间,不能送到细胞内部,综上分析可知,要将药物送入细胞内部,应选择水溶性药物嵌入a处,所以C选项正确。【补偿训练】如图是桑格和尼克森在1972年提出的关于生物膜分子结构的流动镶嵌模型,则相关叙述不正确的是()A.与细胞识别有关的结构是a,细胞的识别实际上是一个信息传递过程,植物细胞之间可通过胞间连丝进行信息传递B.c分子的特点是有亲水的脂肪酸尾部和疏水的磷酸头部C.生物膜具有选择透过性与图中b、d有关D.构成生物膜的a、b、d大都是可以运动的【解析】选B。与细胞识别有关的结构是细胞膜表面的糖蛋白,即图中a。植物细胞之间的信息传递是通过胞间连丝进行的,A正确;图中c为磷脂分子,有亲水的磷酸头部和疏水的脂肪酸尾部,B错误;细胞按生命活动的需要选择性地吸收、排出物质的过程与细胞膜表面的蛋白质、磷脂双分子层有关,C正确;生物膜具有流动性,其原因是构成生物膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子是可以运动的,D正确。【实验探究】3.(18分)科学家研究细胞膜上的各种蛋白质时,通过测定氨基酸序列及其相应的DNA序列,发现了一种细胞有水通道蛋白,并推测细胞渗透吸水或失水过程中,水分子进出需要通过此通道。请完成下面的实验探究。 探究课题:细胞对水的吸收是否需要细胞膜上的水通道蛋白。实验假设:_。探究准备:人体成熟红细胞、生理盐水、活性蛋白酶、显微镜、载玻片、盖玻片等。探究步骤:(1)选取人体红细胞,用_稀释,分别置于A、B两试管中。(2)A试管加入一定量的活性蛋白酶,B试管加入_高温下失活的蛋白酶。(3)一定时间后,分别取A、B两支试管中的红细胞样液制成1、2号临时装片。(4)用显微镜观察正常红细胞的形态。(5)分别在1、2号临时装片的盖玻片一侧滴加清水,在另一侧_ _,一段时间后观察,具体观察指标是_ _。在(2)中用蛋白酶处理细胞的目的是_ _,设置B组的目的是作为_。探究结论:若_,说明细胞对水的吸收需要细胞膜上的水通道蛋白。【解析】实验假设:根据探究课题,可作出如下假设:细胞对水的吸收需要(不需要)细胞膜上通道蛋白的协助。探究步骤:(1)人体红细胞应用生理盐水稀释,以保持细胞的正常形态。(2)该实验的自变量应是有无水通道蛋白,两组实验加入的活性蛋白酶的量应相等。(5)用显微镜观察正常红细胞的形态后,可以在1、2号临时装片的盖玻片一侧滴加清水,在另一侧用吸水纸吸引,使红细胞进入清水中,观察红细胞形态的变化。(2)中用蛋白酶处理细胞的目的是去除通道蛋白,设置B组的目的是作为对照,排除偶然因素对实验结果的影响。探究结论:若1号装片的细胞体积不变,2号装片的细胞体积明显变大,说明假设成立,细胞对水的吸收需要细胞膜上的水通道蛋白。答案:实验假设:细胞对水的吸收需要细胞膜上通道蛋白的协助探究步骤:(1)生理盐水(2)等量(5)用吸水纸吸引红细胞的体积变化去除通道蛋白对照探究结论:1号装片的细胞体积不变,2号装片的细胞体积明显变大
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